阅读说明：本技术 利用转向扭矩叠加的牵引转向补偿 (Compensation is pulled round using steering torque superposition ) 是由 G·德波拉爱德华多 于 2019-05-07 设计创作，主要内容包括：一种用于校正牵引转向事件的系统包括输入方向盘角度函数以识别方向盘角度增益的方向盘角度。将方向盘速度输入方向盘速度函数以识别方向盘速度增益。将车辆速率输入车辆速率函数以识别车辆速率增益。将推进马达扭矩输入马达扭矩函数以识别推进马达扭矩增益。将车辆横摆角速率输入横摆角速率函数以识别横摆角速率增益。使全部增益相乘以获得最终增益。最终增益被提交给控制模块,该控制模块确定调节从电动助力转向马达输出的扭矩所需的转向扭矩叠加。(A kind of system for correcting the event that pulls round includes input direction disk angle function to identify the steering wheel angle of steering wheel angle gain.By steering wheel speed input direction disk velocity function to identify steering wheel speed gain.By vehicle speed input vehicle speed function to identify vehicle speed gain.By propulsion motor torque input motor torsional moment function to identify propulsion motor torque gain.By Vehicular yaw angular speed input yaw rate function to identify yaw rate gain.Make whole multiplied by gains to obtain final gain.Final gain is submitted to control module, which determines to adjust and be superimposed from steering torque needed for the torque that electric power steering motor exports.)

利用转向扭矩叠加的牵引转向补偿

技术领域

本公开涉及汽车车辆转向系统。

背景技术

前轮驱动车辆中的传动差速器允许左侧和右侧之间的扭矩偏差引起在轮胎与路面界面处产生的不同的左和右牵引力。由于内部摩擦，一般的开放式差速器向受驱轮提供不平等的扭矩。扭矩通常偏向较慢的转动轮。总扭矩的10-20％的扭矩偏差被认为是正常的，然而，扭矩偏差产生不平衡的主销转向力矩，不平衡的主销转向力矩在组合时导致转向扰动效应，扰动效应可以被车辆操作员感受为转向力下降、方向盘拖拉或牵引转向事件。

牵引转向是由前轮胎上的牵引力之间的不平等引起的非预期的转向事件，其最常发生在高驱动扭矩下，例如当在转弯加速时。由于左轮胎对右轮胎牵引力不平等，驱动扭矩倾向于将车辆和方向盘向转弯内侧拖拉。如果方向盘由于快速变化的轮胎负荷而左右交替地被拖拉，则在不平坦道路上的直线加速期间也会发生这种情况，导致快速变化的牵引力。驱动扭矩作为力作用在主轴上，产生与牵引力和主轴长度成比例的主销力矩。当驱动扭矩和轮胎纵向滑移增加时，轮胎恢复力矩减小，使得该现象更加明显。此外，由电动车辆的电驱动马达提供的瞬发和高扭矩输送使得该效应更加明显。

因此，尽管当前的汽车车辆转向系统实现其预期目的，但是需要一种新的和改进的系统和方法，以补偿前轮驱动车辆中由于在轮胎与路面界面处产生的不同的左和右牵引力而导致的转向扰动效应。

发明内容

根据若干方面，一种用于使用转向扭矩叠加来校正前轮驱动车辆的牵引转向事件的系统包括针对方向盘角度、方向盘速率、车辆速率、推进马达扭矩和车辆横摆角速率中的每一个确定的增益值。转向扭矩叠加由所有增益值的组合限定。使用转向扭矩叠加修改电动助力转向马达扭矩输出。

在本公开的另一方面，方向盘角度函数输入有方向盘角度以识别方向盘角度增益。

在本公开的另一方面，方向盘速率函数输入有方向盘速率以识别方向盘速率增益。

在本公开的另一方面，车辆速率函数输入有车辆速率以识别车辆速率增益。

在本公开的另一方面，马达扭矩函数输入有推进马达扭矩以识别推进马达扭矩增益。

在本公开的另一方面，横摆角速率函数输入有车辆横摆角速率以识别横摆角速率增益。

在本公开的另一方面，电动助力转向控制模块被配置为接收应用转向扭矩叠加的请求，电动助力转向控制模块对请求排定优先级并将转向扭矩叠加发送到电动助力转向马达。

在本公开的另一方面，根据来自左车轮速率传感器和右车轮速率传感器的输出计算针对车轮速率所确定的车轮速率增益值。

在本公开的另一方面，来自左车轮速率传感器和右车轮速率传感器的输出被组合并在被输入车轮速率函数之前在修改器中被转换为绝对值。

在本公开的另一方面，针对单独的车辆和驱动链调整限定每个函数的非线性函数的形状。

根据若干方面，一种用于使用转向扭矩叠加来校正前轮驱动车辆的牵引转向事件的系统包括输入方向盘角度函数的方向盘角度以识别方向盘角度增益。将方向盘速度输入方向盘速度函数以识别方向盘速度增益。将车辆速率输入车辆速率函数以识别车辆速率增益。将推进马达扭矩输入马达扭矩函数以识别推进马达扭矩增益。将车辆横摆角速率输入横摆角速率函数以识别横摆角速率增益。方向盘角度增益、方向盘速度增益、车辆速率增益、推进马达扭矩增益和横摆角速率增益被组合以获得最终增益。最终增益被提交给控制模块，该控制模块确定被应用的转向扭矩叠加以调节来自电动助力转向马达的扭矩输出。

在本公开的另一方面，转向扭矩叠加补偿前轮驱动车辆中由于在轮胎与道路界面处产生的不同的左轮胎牵引力和右轮胎牵引力而导致的转向扰动效应。

在本公开的另一方面，节气门位置、传动扭矩和车辆横向加速度各自输入函数中以获得节气门位置增益、传动扭矩增益和车辆横向加速度增益，输入这些增益以确定最终增益。

在本公开的另一方面，如果识别正在发生牵引转向事件，则确定是否有足够的转向马达电流可用于补偿牵引转向事件，如果是，则当将转向扭矩叠加被发送到转向马达时扭矩信号改变。

在本公开的另一方面，增益乘法器接收每个增益，增益乘法器使所有增益相乘以获得最终增益。

在本公开的另一方面，将从左车轮速率传感器和右车轮速率传感器确定的车轮速率组合并且在修改器中转换为绝对值。

在本公开的另一方面，来自修改器的输出被输入车轮速率函数以产生车轮速率的增益，该增益被传递到增益乘法器。

根据若干方面，一种使用转向扭矩叠加来校正牵引转向事件的方法包括：识别车辆中由于不同的左轮胎牵引力和右轮胎牵引力而产生的牵引转向事件；针对方向盘角度、方向盘速度、车辆速率、推进马达扭矩和车辆横摆角速率中的每一个确定增益；通过使所有增益相乘来计算转向扭矩叠加；将转向扭矩叠加层输入控制模块；并且使用来自控制模块的信号调节从电动助力转向马达输出的扭矩。

在本公开的另一方面，该方法包括在计算步骤之前输入方向盘角度函数、方向盘速度函数、车辆速率函数、马达扭矩函数和横摆角速率函数中的每一个以识别方向盘角度、方向盘速度、车辆速率、推进马达扭矩和车辆横摆角速率中的每一个的增益。

在本公开的另一方面，该方法包括在调节步骤之前识别电动助力转向马达的可用电流，以识别可用电流是否可操作来执行调节步骤。

根据本文提供的描述，其他适用领域将变得显而易见。应该理解的是，描述和具体示例仅用于说明的目的，并不旨在限制本公开的范围。

附图说明

本文描述的附图仅用于说明目的，而不旨在以任何方式限制本公开的范围。

图1是根据一个示例性实施例的具有转向叠加系统的牵引转向补偿的示图；

图2是图1的系统的流程图；并且

图3是具有和不具有使用图1的系统的校正的示例性转向扭矩响应的曲线图。

具体实施方式

以下描述本质上仅是示例性的，并不旨在限制本公开、应用或用途。

参考图1，利用转向扭矩叠加系统10的牵引转向补偿使用多个车辆信号12，多个车辆信号12作为变量输入到可调函数14中。利用转向扭矩叠加系统10的牵引转向补偿产生转向扭矩叠加，该转向扭矩叠加用于补偿前轮驱动车辆中由于在轮胎与路面界面处产生的不同的左和右牵引力而导致的转向扰动效应。用作多个车辆信号12的变量包括方向盘角度(SWA)16、方向盘速度(SWV)18、车辆速率(Vx)20、推进马达扭矩(Tq)22，车轮差速24和车辆横摆角速率26。可调函数14内可包括的附加变量包括节气门位置、传动扭矩和车辆横向加速度。

方向盘角度(SWA)16是从方向盘角度传感器接收的感测值。根据方向盘角度16计算单位为度/秒的方向盘速率(SWV)18。根据测量的车轮速率计算单位为千米/小时的车辆速率(Vx)20。单位为牛顿米的推进马达扭矩Tq 22是计算值。车轮差速24根据感测的车轮速率差(左车轮速率减右车轮速率)计算并被转换为绝对值，因为左和右车轮速率将取决于车辆是直行还是在左转或右转而连续变化。单位为度/秒的车辆横摆角速率26是基于横摆角速率传感器的输出的感测值。如将参考图2更详细地描述的，确定增益并将其应用于上述值中的每一个。

来自可调函数14的输出28用于计算转向扭矩叠加30。转向扭矩叠加30被转发到前轮驱动车辆的转向控制系统32。转向扭矩叠加30被应用为电动助力转向马达34中的扭矩修改，以补偿由于在左侧轮胎42和右侧轮胎44中的每一个的轮胎与道路界面处产生的不同的左和右牵引力38、40而导致的方向盘36处的扰动效应。

参考图2并再次参考图1，用于利用转向扭矩叠加系统10的牵引转向补偿的可调函数14的算法按照下述方式运转。单独输入用作输入的来自所有传感器的输出和计算值。对于若干输入应用绝对值。然后将每个输入与多个函数中的一个的数据进行比较，这些函数可以在一个或多个查找表中获得，每个查找表限定用于一个输入的值的范围。使用函数为每个输入分配增益。将每个输入的所有增益相乘以确定最终增益。最终增益作为转向扭矩补偿请求输入计算机或处理器的模块，该转向扭矩补偿请求与转向系统接收的增益和其他转向扭矩输入一起排定优先级。

如前所述，牵引转向是由前轮胎上的牵引力之间的不平等引起的非预期的转向事件，其最常发生在高驱动扭矩下，例如当在转弯加速时。当牵引力影响施加到方向盘36的力矩时，例如当左轮胎或右轮胎上受驱扭矩较大时，发生牵引转向事件。如果识别正在发生牵引转向事件，则当将转向扭矩叠加30发送到电动转向马达34时，转向信号改变。

根据若干方面，最少输入以下五项作为变量以计算可调函数14。

1)从方向盘角度传感器46接收的单位为度的方向盘角度16的感测值被输入方向盘角度函数48，并且确定方向盘角度增益，其被传递到增益乘法器50。

2)在计算块52中，在单位为秒的一段时间上使用单位为度的方向盘角度16计算单位为度/秒的方向盘速度(SWV)18，并且在将其输入方向盘速度函数56之前将其在修改器54中转换为绝对值。根据方向盘速度函数56确定方向盘速度的增益，该增益被传递到增益乘法器50。

3)在计算块58中，根据不同的测量的车轮速率计算单位为千米/小时的车辆速率(Vx)20，并在将其输入车辆速率函数62之前将其在修改器60中转换为绝对值。根据车辆速率函数56确定车辆速率的增益，该增益被传递到增益乘法器50。

4)将从电动助力转向马达扭矩传感器64接收的实际推进马达扭矩(Tq)22的感测值输入电动助力转向马达扭矩函数66，并且确定电动助力转向马达扭矩增益，该增益被传递到增益乘法器50。

5)从横摆角速率传感器68接收单位为度/秒的车辆横摆角速率26，并且首先将其通过过滤器70，然后在将其输入横摆角速率函数74之前在修改器72中将其转换为绝对值。根据横摆角速率函数74确定横摆角速率的增益，该增益被传递到增益乘法器50。

由方向盘角度、方向盘速度、车辆速率、电动助力转向马达扭矩和车辆横摆角速率限定的上述5项中的每一个的增益例如通过在增益乘法器50使增益相乘来组合，以产生最终增益76。最终增益76限定转向扭矩改变请求78，其经由CAN总线从算法驻留在其中的电子制动控制模块(EBCM)80发送到电动助力转向(EPS)模块82，并且被应用为电动助力转向马达34中的扭矩修改。最终增益76值在系统开发期间是可调的，并且此后不需要进一步处理。算法还使用具有触发能力的那些非线性函数进行调整。

电动助力转向模块82将扭矩改变请求与系统中的所有转向系统扭矩和相关牵引力控制请求一起排定优先级。基于一系列系统过程来限定在电动助力转向模块82中为最终增益76识别的优先级或权限。可以预料，对于大多数牵引转向事件，对电动助力转向模块82响应电子制动控制模块78请求以制定转向扭矩改变请求将没有限制。

在查找表或函数48、56、62、66和74中限定值的非线性函数的初始形状基于每个车辆的牵引转向事件期间的发生次数和系统条件以及每个不同的驱动链。例如，如果牵引转向事件仅在高发动机扭矩需求下发生，则非线性函数将与扭矩需求成比例。一旦限定了识别例如从查找表获得的函数值的每个非线性函数的形状，就可以使用车内或CAE调整来进一步完善这些值。因此，调整或修改限定每个功能值的非线性函数以包含在其上使用可调函数14的每个不同车辆驱动链之间的差异，例如以区分不同的车辆驱动扭矩、制动系统标准、车轮速率等。

除了上述用作计算可调函数14的算法的输入变量的五项之外，用于可调函数14的算法还可以包括从左车轮速率传感器86和右车轮速率传感器88确定的车轮速率84，左车轮速率传感器86和右车轮速率传感器88的输出被组合并在被输入车轮速率函数92之前在修改器90中被转换为绝对值。根据车轮速率函数92确定车轮速率94的增益，该增益被传递到增益乘法器。计算可调函数14的算法的附加变量还可以包括节气门位置、传动扭矩和车辆横向加速度。为每个变量提供专用函数以识别与每个变量相关联的增益。

参考图3并再次参考图1至图2，曲线图96单位为秒的一段时间上识别单位为牛顿米的多个方向盘扭矩值98。第一曲线102表示经历不使用本公开的可调函数14来校正的牵引转向事件的系统。第一曲线102的扭矩偏离部分104识别最大方向盘扭矩偏离106发生在大约16秒。第二曲线108基本上与第一曲线102的扭矩值重叠，直到发生扭矩偏离部分110。通过采用可调函数14来减小转向系统的过量扭矩，在表示相同牵引转向事件的状况期间，第二曲线108的最大方向盘扭矩偏离112从未校正系统中的最大方向盘扭矩偏离106减小。在所示的示例中，实现了转向扭矩偏离的大约40％的减小，然而，由利用转向扭矩叠加系统10的牵引转向补偿提供的转向扭矩偏离的校正或减小可以在一范围内变化并且预期小于100％。

由于若干原因，不依赖于本公开的利用转向扭矩叠加系统10的牵引转向补偿来抵消在牵引转向事件期间发生的扭矩偏差的100％。如果从利用转向扭矩叠加系统10的牵引转向补偿的增益被提交给电子制动控制模块78并且经由CAN总线80从电子制动控制模块78提交到电动助力转向模块82。电动助力转向模块82与系统中的所有转向系统扭矩和相关牵引控制请求排定请求的优先级以修改电动助力转向马达扭矩。

本公开的具有转向叠加系统的牵引转向补偿提供了若干优点。这些包括提供用于确定转向扭矩叠加的算法，该转向扭矩叠加被应用为动力转向辅助马达中的扭矩修改，以补偿补偿由于在左侧轮胎和右侧轮胎中的每一个的轮胎与道路界面处产生的不同的左和右牵引力而导致的方向盘处的扰动效应。来自从多个函数获取数据的可调函数的输出用于计算转向扭矩叠加。转向扭矩叠加被转发到前轮驱动车辆的转向控制系统。

本公开的描述本质上仅是示例性的，并且不脱离本公开的主旨的变型旨在落入本公开的范围内。不应将这些变型视为脱离本公开的精神和范围。